專利名稱：基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，由于發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備間的頻差，以及客戶端設(shè)備移動(dòng)所帶來的多譜勒頻移等影響，使得載波頻率與本地的頻率之間存在著頻率偏移。頻率偏移對(duì)無線通信系統(tǒng)帶來很大的影響，例如在正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing, OFDM)系統(tǒng)中，頻域中把信道分成許多正交子信道，各子信道的載波間保持正交，且頻譜相互重疊，在這種情況下，小數(shù)倍頻偏就有可能破壞子載波間的正交性，產(chǎn)生載波間干擾(ICI)以造成系統(tǒng)性能的嚴(yán)重下降。整數(shù)倍頻偏雖然不會(huì)引起子載波間的干擾，但是會(huì)導(dǎo)致接收端恢復(fù)的頻域數(shù)據(jù)碼元序列的循環(huán)移位和相位旋轉(zhuǎn)，使得系統(tǒng)的誤比特率大大提高。所以在無線通信中，為了保證數(shù)據(jù)的可靠傳輸，需要對(duì)頻率偏移進(jìn)行估計(jì)和補(bǔ)償，頻偏估計(jì)也就是利用接收到的信號(hào)作為觀測(cè)樣本來確定信號(hào)未知的頻偏。頻偏估計(jì)的方法有很多，在不同的系統(tǒng)中有著不同的頻偏估計(jì)方法。傳統(tǒng)的頻偏估計(jì)方法需要在發(fā)送端添加導(dǎo)頻信號(hào)，接收端利用已知的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行頻偏估計(jì)。這種方法由于需要添加導(dǎo)頻信息，因此增加了數(shù)據(jù)的計(jì)算量和算法復(fù)雜度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，包括以下步驟:S1:接收時(shí)域信號(hào)并將所述時(shí)域信號(hào)分成η組，并對(duì)每個(gè)組的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)的快速傅里葉變換以·得到η組頻域數(shù)據(jù)，其中，所述η為正整數(shù)，N為快速傅里葉變換點(diǎn)數(shù)，為2的正整數(shù)次冪；S2:對(duì)所述η組頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以得到含有η個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量；S3:設(shè)置噪聲本底的閾值，并根據(jù)所述噪聲本底的閾值去除所述含有η個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量中的噪聲；以及S4:將去除噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)平移，并計(jì)算頻域重心，以得到頻域偏移。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2具體包括:根據(jù)所述η組頻域數(shù)據(jù)，以得到每一組中各個(gè)元素的對(duì)數(shù)功率；以及根據(jù)所述每一組中各個(gè)元素的對(duì)數(shù)功率，以得到含有η個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S3進(jìn)一步包括:當(dāng)所述平均值向量中的值小于所述噪聲本底的閾值時(shí)，將所述平均值向量中的值置為O ;以及當(dāng)所述平均值向量中的值不小于所述噪聲本底的閾值時(shí)，不改變所述平均值向量中的值。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S4進(jìn)一步包括:將所述去除噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)平移，以得到新的向量；對(duì)所述新的向量進(jìn)行處理，以得到所述頻域重心；以及根據(jù)所述頻域重心進(jìn)行處理，以得到所述頻域偏移。 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述平移量為N/2點(diǎn)，其中，N為快速傅里葉變換點(diǎn)數(shù)，為2的正整數(shù)次冪。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述頻域重心通過如下公式得到，所述公式為，
權(quán)利要求
1.一種基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟: 51:接收時(shí)域信號(hào)并將所述時(shí)域信號(hào)分成η組，并對(duì)每個(gè)組的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)的快速傅里葉變換以得到η組頻域數(shù)據(jù)，其中，所述η為正整數(shù)，N為快速傅里葉變換點(diǎn)數(shù)，為2的正整數(shù)次冪； 52:對(duì)所述η組頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以得到含有η個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量； 53:設(shè)置噪聲本底的閾值，并根據(jù)所述噪聲本底的閾值去除所述含有η個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量中的噪聲；以及 54:將去除噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)平移，并計(jì)算頻域重心，以得到頻域偏移。
2.如權(quán)利要求1所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括: 根據(jù)所述η組頻域數(shù)據(jù)，以得到每一組中各個(gè)元素的對(duì)數(shù)功率；以及 根據(jù)所述每一組中各個(gè)元素的對(duì)數(shù)功率，以得到含有η個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量。
3.如權(quán)利要求1所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S3進(jìn)一步包括: 當(dāng)所述平均值向量中的值小于所述噪聲本底的閾值時(shí)，將所述平均值向量中的值置為O ;以及 當(dāng)所述平均值向量中的值不小于所述噪聲本底的閾值時(shí)，不改變所述平均值向量中的值。
4.如權(quán)利要求1所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括: 將所述去除噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)平移，以得到新的向量； 對(duì)所述新的向量進(jìn)行處理，以得到所述頻域重心；以及 根據(jù)所述頻域重心進(jìn)行處理，以得到所述頻域偏移。
5.如權(quán)利要求4所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述平移量為Ν/2點(diǎn)，其中，N為快速傅里葉變換點(diǎn)數(shù)，為2的正整數(shù)次冪。
6.如權(quán)利要求4所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述頻域重心通過如下公式得到，所述公式為，
7.如權(quán)利要求4所述的基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，其特征在于，所述頻域偏移通過如下公式得到，所述公式為，Af= (N+l)/2-f|, 其中，Λ f為頻域偏移，N為快速傅里葉變換點(diǎn)數(shù)，為2的正整數(shù)次冪，f為頻域重心。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于頻譜重心的粗頻偏估計(jì)方法，包括以下步驟S1接收時(shí)域信號(hào)并將時(shí)域信號(hào)分成n組，并對(duì)每個(gè)組的時(shí)域信號(hào)進(jìn)行N點(diǎn)的快速傅里葉變換以得到n組頻域數(shù)據(jù)，其中，n為正整數(shù)，N為快速傅里葉變換點(diǎn)數(shù)；S2對(duì)n組頻域數(shù)據(jù)的每一組頻域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以得到含有n個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量；S3設(shè)置噪聲本底的閾值，并根據(jù)噪聲本底的閾值去除含有n個(gè)頻域數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)功率的平均值向量中的噪聲；S4將去除噪聲后的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)平移，并計(jì)算頻域重心，以得到頻域偏移。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法，由于不需要添加導(dǎo)頻信號(hào)，減少了數(shù)據(jù)處理量和算法復(fù)雜度，并且通過對(duì)頻率偏移進(jìn)行估計(jì)，使得在預(yù)定信噪比下，具有很好的估計(jì)性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK103248591SQ20131020169
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月27日
發(fā)明者周春暉, 董元亮, 付延超, 肖立民, 許希斌, 王京 申請(qǐng)人:清華大學(xué)